|
1kit（10Vial）
| Kuantitas: | |
|---|---|
▎ Struktur LL-37
Sumber: PubChem |
Urutan: LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Rumus Molekul: C 205H 340N 60O53 Berat Molekul: 4493 g/mol Nomor CAS: 154947-66-7 ID PubChem: 16198951 Sinonim: Cathelicidin；ropocamptide |
▎ Penelitian LL-37
Apa latar belakang penelitian LL-37?
LL-37 pertama kali ditemukan sebagai kelas zat peptida kecil kationik pada kepompong ulat sutera Samia cynthia ricini oleh ilmuwan Swedia Boman HG pada tahun 1980. LL-37 adalah peptida terminal-C (CAMP, hCAP18) dari peptida antibakteri cathelicidin manusia, yang dapat meningkatkan resistensi terhadap invasi mikroba dan memainkan fungsi fisiologis penting dalam kemotaksis, mendorong penutupan luka, dan angiogenesis (Chen X, 2018). Peptida antibakteri banyak terdapat pada hewan, tumbuhan, dan sejumlah kecil mikroorganisme, dan merupakan bagian penting dari kekebalan bawaan vertebrata. Sebagai protein sekretorik, LL-37 banyak terdapat di berbagai organ dan jaringan tubuh manusia. Berbagai sel, termasuk sel epitel, keratinosit, sel mast, neutrofil, makrofag, dan monosit, dapat mensekresinya. Sebagian besar antibiotik jenis ini mengandung 37 - 39 'residu asam amino' dan memiliki 0 sistein. Karena kebasaan yang kuat pada posisi terminal-N dari peptida antibakteri, ia dapat membentuk 'struktur heliks amfifilik' yang stabil. Peptida antibakteri LL-37 juga memiliki 'struktur heliks α amfifilik'. Karena fungsinya membunuh bakteri patogen, maka dinamakan peptida antibakteri. Angka '37' pada nama LL-37 mungkin terkait dengan jumlah residu asam aminonya. Pada saat yang sama, ia juga dikenal sebagai cathelicidin dan ropocamptide.
Bagaimana mekanisme kerja LL-37 terhadap bakteri yang resisten terhadap antibiotik?
Mengganggu membran sel bakteri:
LL-37 dapat masuk ke dalam membran sel bakteri, terutama memberikan efek merusak pada membran sel yang mengandung fosfatidilgliserol (DPPG). Hal ini akan mengganggu struktur membran sel bakteri, sehingga memberikan efek bakterisida [1] . Misalnya, penelitian menemukan bahwa LL-37 dapat masuk ke dalam membran sel bakteri Gram positif dan Gram negatif, menyebabkan peningkatan permeabilitas membran sel, kebocoran isi sel, dan akhirnya kematian bakteri.
Aktivitas antibakteri spektrum luas:
LL-37 memiliki aktivitas antibakteri terhadap berbagai bakteri yang resisten terhadap antibiotik. Dapat melawan bakteri Gram positif (seperti Staphylococcus aureus, Streptococcus, Enterococcus, dll.), bakteri Gram negatif (seperti Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Salmonella, dll.), dan bakteri patogen lainnya (seperti Mycoplasma, Ureaplasma, Mycobacterium, dll.) [2] . Aktivitas antibakteri berspektrum luas ini menjadikan LL-37 memiliki nilai aplikasi potensial dalam memerangi berbagai jenis bakteri yang resisten terhadap antibiotik.
Menghancurkan biofilm yang terbentuk:
Biofilm bakteri adalah salah satu alasan penting terjadinya resistensi obat pada bakteri patogen. Peptida antibakteri LL-37 dapat menghancurkan biofilm yang terbentuk, sehingga mengurangi resistensi bakteri terhadap obat. Misalnya, pada infeksi sendi prostetik (PJI) setelah penggantian sendi buatan, resistensi obat dari bakteri patogen yang disebabkan oleh biofilm bakteri membuat pengobatan menjadi sulit. Namun, LL-37 dapat memainkan peran antibakteri dan bakteriostatik yang efektif dengan menghambat pembentukan biofilm dan menghancurkan biofilm yang terbentuk.
Meningkatkan aktivitas antibakteri antibiotik:
Penelitian menunjukkan bahwa LL-37 memiliki efek sinergis dengan antibiotik tertentu. Misalnya, bila digunakan dalam kombinasi dengan amoksisilin asam klavulanat (AMC), LL-37 dapat sangat meningkatkan aktivitas antibakteri AMC.
Sumber: PubMed [6]
Apa saja aplikasi untuk LL-37?
Mempromosikan regenerasi tulang:
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa peptida antibakteri LL-37 memiliki efek positif pada regenerasi tulang. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa sel induk mesenkim turunan adiposa manusia (hADSCs) dikultur dengan konsentrasi LL-37 yang berbeda, dan ditemukan bahwa konsentrasi LL-37 berdampak pada kemampuan osteogenik hADSCs, mencapai puncaknya pada 4μg/ml. Selain itu, perancah kombinasi PSeD/hADSCs/LL-37 menunjukkan sifat osteogenik yang lebih unggul dibandingkan perancah PSeD/hADSCs, PSeD, dan kelompok kontrol dalam model cacat calvarial tikus, yang menunjukkan potensi tinggi dalam regenerasi tulang klinis.
Efek antibakteri:
Penghambatan beberapa bakteri patogen:
Beberapa penelitian menggunakan metode micro-double dilution untuk menentukan konsentrasi hambat minimum (MIC) antibakteri peptida LL-37 terhadap Escherichia coli, Salmonella, dan Staphylococcus aureus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa LL-37 memiliki tingkat efek penghambatan yang berbeda-beda terhadap ketiga bakteri patogen tersebut, dengan konsentrasi penghambatan minimum masing-masing sebesar 3,12, 1,56, dan 0,78μg/mL. Uji stabilitas termal menunjukkan bahwa peptida antibakteri rekombinan masih memiliki aktivitas yang baik pada suhu tinggi. Hasil uji stabilitas asam basa menunjukkan bahwa LL-37 mempunyai aktivitas tertentu pada rentang pH 2,0 hingga 12,0, dengan aktivitas terbaik pada pH 5,0 hingga 6,0, dan kondisi terbaik -20°C untuk penyimpanan jangka panjang [3].
Efek pada bakteri yang resisten antibiotik:
Beberapa orang mempelajari kemanjuran antibakteri dari peptida antibakteri LL-37 dan nanopartikel perak (AgNPs) terhadap Staphylococcus aureus (S. aureus), mikroorganisme yang biasa ditemukan pada infeksi terkait biofilm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa LL-37 merupakan agen antibakteri yang paling efektif, dengan penurunan jumlah koloni lebih dari 4 logaritma. Sebaliknya, efek nanopartikel perak dan antibiotik konvensional lebih buruk, dengan pengurangan jumlah koloni kurang dari 1 logaritma. Pengobatan kombinasi antibakteri dengan rifampisin secara signifikan meningkatkan penurunan logaritmik AgNP dan gentamisin, namun masih jauh lebih rendah dibandingkan LL-37 yang digunakan sendiri [4].
Aplikasi pada infeksi paru:
Penelitian telah menunjukkan bahwa Pseudomonas aeruginosa (PA) telah menjadi tantangan mendesak dalam infeksi paru dan cedera paru. Peptida LL37 adalah agen antibakteri yang efektif melawan strain PA, namun penerapannya terbatas karena pembersihan in vivo yang cepat, masalah keamanan hayati, dan ketersediaan hayati yang rendah. Oleh karena itu, sistem pengiriman obat nano berbasis albumin yang sensitif terhadap pereduksi telah dikembangkan untuk meningkatkan kinerja LL37 melawan PA in vivo dengan membentuk ikatan disulfida antarmolekul. LL37 kationik dapat dienkapsulasi secara efektif melalui interaksi elektrostatik untuk memberikan efek antibakteri yang lebih baik. Peptida LL37 menunjukkan pelepasan berkelanjutan lebih dari 48 jam dari nanopartikel peptida LL37 (LL37 PNP), dan efek antibakteri yang diperpanjang dicatat dengan peningkatan waktu inkubasi. Dalam model tikus yang mengalami infeksi paru PA akut, LL37 PNP secara signifikan mengurangi ekspresi TNF-α dan IL-1β dan mengurangi cedera paru-paru. Hal ini menunjukkan bahwa LL37 PNP dapat lebih efektif memperbaiki infeksi paru PA dan respon inflamasi selanjutnya dibandingkan peptida LL37 bebas [3].
Mengaktifkan fungsi antibakteri trombosit:
Penelitian telah menunjukkan bahwa peptida antibakteri LL-37 dapat mengaktifkan fungsi antibakteri trombosit manusia. Setelah trombosit diobati dengan LL-37, ekspresi permukaan reseptor untuk mengenali mikroorganisme (Reseptor mirip tol (TLRs) 2 dan -4, CD32, CD206, Dectin-1, CD35, LOX-1, CD41, CD62P, dan integrin αIIbβ3) dan molekul yang terkait dengan penyajian antigen ke limfosit T (CD80, CD86, dan HLA-ABC) meningkat, dan molekul antibakteri meningkat. disekresikan: protein bakterisida/peningkat permeabilitas (BPI), azurocidin, peptida neutrofil manusia (HNP)-1, dan myeloperoxidase. Mereka juga menerjemahkan azurocidin dan meningkatkan pengikatan pada Escherichia coli, Staphylococcus aureus, dan Candida albicans. Selain itu, supernatan trombosit yang diberi LL-37 dapat menghambat pertumbuhan Escherichia coli, atau trombosit dapat menggunakan LL-37 untuk menghambat pertumbuhan mikroba [5].
Aplikasi dalam sistem pengiriman obat
Penelitian telah menyebutkan bahwa peptida antibakteri (AMPs) adalah kelas biomolekul baru dengan sifat antibakteri spektrum luas dan telah menarik perhatian karena peningkatan pesat resistensi antibiotik [6] . LL37 adalah satu-satunya peptida antibakteri turunan cathelicidin yang ditemukan pada manusia. Melalui penelitian mendalam, LL37 telah menunjukkan berbagai fungsi biologis, termasuk mengatur respon inflamasi, kemotaksis sel imun, mendorong penyembuhan luka, dan osteogenesis, yang telah mendorong berbagai aplikasi klinis. Namun, terjemahan klinis LL37 dibatasi oleh sensitivitasnya terhadap degradasi protease, potensi toksisitas, bioavailabilitas yang buruk, dll. Berbagai sistem pengiriman, termasuk nanopartikel logam, bahan polimer, dan sistem berbasis lipid, telah diperkenalkan untuk mencapai aplikasi terapeutik.
Kesimpulannya, sebagai peptida bioaktif multifungsi, LL-37 telah menunjukkan potensi besar dalam aplikasi klinis. Dalam hal mendorong regenerasi tulang, melalui efek sinergis dari berbagai mekanisme seperti mendorong diferensiasi dan aktivitas osteoblas, efek antibakteri, imunomodulasi, dan mendorong angiogenesis, hal ini telah membawa harapan baru bagi perbaikan cedera tulang. Dalam menangani bakteri yang resisten terhadap antibiotik, dengan cara langsung merusak membran sel, menghambat pembentukan biofilm, dan bersinergi dengan antibiotik, diharapkan dapat menjadi senjata ampuh untuk mengatasi masalah bakteri yang resistan terhadap obat. Dalam sistem penghantaran obat, dengan merancang dan mengoptimalkan templat peptida antibakteri, membangun beberapa sistem penghantaran obat, dan mengeksplorasi penerapan gabungan obat, efek pengobatan klinisnya dapat lebih ditingkatkan. Singkatnya, LL-37 memiliki potensi dalam berbagai aspek aplikasi klinis, termasuk mendorong regenerasi tulang, efek antibakteri, mengaktifkan fungsi antibakteri trombosit, dan aplikasi dalam sistem penghantaran obat.
Tentang Penulis
Semua materi yang disebutkan di atas diteliti, diedit, dan disusun oleh Cocer Peptides.
Penulis Jurnal Ilmiah
Francisco J. Sanchez-Pena adalah peneliti di Universidad Autonoma Benito Juarez de Oaxaca (Universitas Otonom Benito Juarez Oaxaca). Didirikan pada tahun 1827, universitas ini adalah institusi publik penting di Oaxaca, Meksiko, yang menawarkan berbagai program akademik di berbagai bidang seperti ilmu alam, teknik, humaniora, dan ilmu sosial.
Penelitian Francisco J. Sanchez-Pena berfokus pada Biokimia & Biologi Molekuler, Mikrobiologi, dan Kimia. Disiplin ilmu ini melibatkan studi tentang proses kimia dalam organisme, struktur dan fungsi molekul, karakteristik mikroba dan interaksinya dengan lingkungan, serta komposisi, sifat, dan aturan transformasi zat kimia. Penelitian di bidang ini memiliki penerapan yang signifikan dalam bidang kedokteran, pertanian, ilmu lingkungan, dan banyak lagi. Francisco J. Sanchez-Pena tercantum dalam referensi kutipan [5].
